基于数据包络模型的河北省产业生态化效率评价

李小波 苏怡莲 杜江波

摘 要：产业生态化效率是衡量一个地区产业系统运行状态的综合表现。本文基于CCR和BCC模型对河北省11市的产业生态化效率进行定量评价。结果表明，11市的产业生态化效率具有明显的差异性，纯技术效率相对较高，规模效率相对降低，不同城市的产出和投入指标改进值差异明显。在此基础上，提出了提升产业生态化效率的措施。

关键词：产业生态化 数据包络模型 河北省

一、引言

人类的活动就是不断和自然界进行物质能量的交换过程，马克思的物质代谢理论是对这一过程的理论表述。当经济系统过度的消耗自然系统的物质能量，势必会打破自然系统的原有平衡状态，同时经济系统本身也难以维持良好的平衡状态。河北省三十多年的发展一方面带来极大的物质产品资源，同时也给自然生态、居住环境和经济增长可持续性带来极大挑战。比如河北省经济发展面临的环境污染、产业过剩、产业结构调整、经济增长模式等问题。这些问题出现的本质就是产业生态化问题。因此，只有深入考查河北省当前产业生态化的实际状态和各市间的区域差异，才能更加科学合理地制定相关经济发展政策。因此，本文对河北省产业生态化效率的评价就具有较强的实际应用价值。

二、文献综述

产业生态化的理论源于产业代谢理论和产业生态系统理论。国内刘则渊（1994）较早界定产业生态化概念。黄志斌等（2000）认为产业生态化关键是把人纳入到生态系统循环中，做到经济效益和生态效益的统一。张文龙、邓伟根（2010）则把产业生态化看作是产业发展的高级形态，是一个动态发展的过程。陆根尧等（2012）指出产业生态化要求所有产业都符合生态规律和经济规律。高全成（2006）在论述产业生态化的基础上认为产业结构的生态化是产业升级的重要调整内容。此外，还有学者从产业集群、产业链融合、网络协同等不同视角揭示产业生态化的内涵。结合以往的研究观点，本文认为产业生态化是一个动态的、多层次的系统性概念，系统性的资源投入和产出处于动态平衡的变化过程，是一种投入和产出相互约束的保证资源投入既不出现浪费也不出现产出不足或剩余的有效率状态。

目前产业生态化的定性研究内容较多，定量研究主要侧重在两个方面。一方面是应用生态效率指标和综合评价指标体系来测度产业生态化水平，比如张福庆（2010）、张亚明（2017）等；另一方面从产业生态化的影响因素进行研究。吕明元（2016）从产业结构生态化演进对能源结构的改善进行了分析，河北省产业结构生态化水平明显落后京津；王信敏等（2017）研究认为生态化水平越低，技术溢出和能源结构差异越明显；但是，产业生态化效率的定量评价文献相对较少，没有文献对河北省11个城市的产业生态化效率进行定量分析。本文从指标数据的可得性和科学性方面出发构建投入产出指标体系，应用数据包络模型对河北省的产业生态化效率进行评价，找出河北省各市产业生态化效率差异、形成原因和影响途径，为河北省的产业生态化效率提升提供理论支持和实证依据。

三、研究方法、指标体系的构建与数据说明

（一）研究方法

数据包络分析是评价决策单元相对效率的一种非参数评价方法，该方法不要求对数据进行标准化处理，分析结果实用性强。该方法包括CCR和BCC两个基础模型，通过求解线性规划，可以计算出各个单元的相对投入产出生产效率即技术效率，并可以进一步分解为纯技术效率和规模效率。纯技术效率是指管理水平、技术水平、決策能力带来的生产效率，不包括要素利用效率损失。规模效率是在管理和技术水平一定的状况下，实际生产水平和最优生产水平之间的差异。规模效率有效是指规模生产不存在规模报酬递增和递减的状况。同时，当决策单元非有效时，可以计算出投入冗余量和产出不足量，以观察产业生态化系统如何进行投入和产出的调整，优化经济系统。

目前文献主要应用层次分析法对产业生态化水平进行综合评价。本文运用数据包络模型进行研究主要考虑两个方面的原因：一方面，层次分析法权重的确定受到专家的主观因素影响，不区分指标体系的产出和投入层次，用数据包络分析模型可以清晰的看到投入和产出的相对效率，结果更客观。另一方面，在数据包络分析评价结果的基础上进行分类，能更加清晰地展现区域之间的差异性。

（二）指标体系的确定

数据包络分析要求决策单元的数量不低于指标数量的2倍以上，因此本文研究的评价系统的指标数量不宜超过5个，选择的指标应该尽量简练、准确和数据可得。从产业生态系统的观点看，资源从系统一端投入后，经过整个系统的消耗和转化后，产出有好的产品也有“坏副产品”，比如废水、废气、PM2.5等污染物。鉴于此，本文投入指标选择人均固定资产投资（X1）、全社会用电量（X2），产出指标选择人均产值（Y1）、第三产业增加值占比（Y2）、工业废气排放量（Y3）。

（三）数据来源与说明

本文数据根据河北省11地市2015年统计数据公报、2016年中国城市统计年鉴和2016各市统计年鉴数据整理而得。非期望产出指标纳入到产业生态化效率评价，需要对其转换后才可以进行计算，本文把工业废气排放量指标倒数处理，以满足数据包络模型的要求。

四、评价结果分析

采用2015年统计数据，应用数据包络模型CCR和BCC模型计算产业生态化效率，分析综合效率、纯技术效率和规模效率。应用DEAP2.1软件计算结果分析如下：

（一）效率分析

整体上，2015年河北省产业生态化综合效率为0.629，距离有效状态还有37.1%的提升空间，说明河北省产业生态化效率整体上处于低位。纯技术效率为0.922，规模效率为0.673，规模效率对综合效率的解释能力小于纯技术效率，说明河北省的产业管理效率、技术水平和决策能力需要整体改善的同时，规模扩展过快，造成产生生态化无效率。

从11市的综合效率评价结果看，承德、廊坊、邢台三市综合效率值为1，属于DEA有效状态。衡水综合效率为0.888；其余各市的均低于0.7，石家庄市综合效率仅为0.21，全省最低。这表明在规模报酬不变的约束下，绝大部分城市资源使用效率较低，资源的投入与产出之间不协调，资源配置不优化以及产业产出可持续性较弱。

（二）纯技术效率分析

从纯技术效率评价值看，沧州、承德、衡水、廊坊、邢台纯技术效率水平为1，而石家庄、保定、邯郸、唐山、秦皇岛和张家口纯技术效率小于1，保定纯技术效率值低至0.595。即在可变规模报酬的条件下，5个城市的产业生态化水平处于效率前沿，6个城市处于纯技术效率无效状态。这表明河北省这6个城市的低效是由于产业生态化管理水平不到位、技术应用和创新能力不高，产业发展决策不科学所导致的。

（三）规模效率与规模报酬分析

从规模效率评价结果看，沧州、廊坊、邢台三市规模效率为1。衡水、秦皇岛和张家口的规模效率均大于0.80，其它各市规模效率均低于0.7，唐山的规模效率最低，仅为0.166。这表明产业生态化实际规模和最优规模之间差异性明显，绝大部分城市在产业扩张的过程中，资源利用效率非常低。

从规模报酬状况看，衡水市处于规模报酬递增状态，可以通过增加投入把产业生态水平改善到最优规模，而保定、承德、邯郸、石家庄、唐山、秦皇岛和张家口呈现出规模报酬递减的状态，说明这些城市应该适当减少投入提高产业生态化规模效率。因此，如何调整现有的生产规模达到最优规模效率是这些城市当下要解决的重要任务。

（四）投入产出改进分析

为了能清晰的看到河北省各市产业生态化无效率的提升路径，我们基于产出最大化导向的BCC模型计算出投入指标和产出指标的改进状况。从产出指标改进值结果看，各市的人均GDP需要大幅度的增加，保定增幅最高，约为140%，唐山增幅最低，约为7%；第三产业产值占比增幅最高为保定，约为68.1%，石家庄增幅最低约为1.7%；工业废水排放量减幅最大的是唐山，需要减少工业废水排放量约为35587吨，其次是张家口市，需要减排废水24390吨，再次是邯郸市需减排约为17889吨。从投入指标改进值看，张家口市固定资产投资和全社会用电量减幅幅度最大，分别为88%和78%；唐山市固定资产和全社会用电量降幅也为61%和85%左右；而張家口市投入指标降幅较小，其余城市的投入指标都需要不同幅度的降低，才能使得产业生态化效率处在产出最大导向下的效率前沿。这表明，河北省各市经济效益水平相对差异较大，产业结构生态化需要较大幅度提高，废水排放量要大幅度降低，固定资产投资和能源消耗量需要大幅调整，才能保证各市的产业生态化水平效率的提升。

五、结论和建议

本文应用数据包络模型对河北省11市的产业生态化效率进行评价，结果发现，各市的产业生态化效率相对较低，纯技术效率水平高于规模效率水平，固定资产投资和全社会用电量投入冗余量较大，人均产值和第三产业占比需要提高，而废水排放量需要进一步减少。鉴于此，本文提出如下政策建议：

第一，调整产业结构，实现产业结构的优化升级。河北省各市要从战略上布局产业发展，按照优先发展第三产业，优化发展第二产业，因地制宜地发展现代化农业的目标，淘汰和升级改造工业落后产能，调整产业布局，提高产业结构的高级化和合理化。

第二，进一步优化投资结构。固定资产投资是形成产业布局和产业集聚的先决条件。各市固定资产投资面临过剩，投资效率不高，要改善这种局面，必须要杜绝重复建设、盲目投资的势头。政府通过系统的规划，引导资金向战略性新兴产业和生产性服务业倾斜，剥离产能过剩行业的部分固定资产进行兼并重组，提高投资效率。

第三，提高能源的利用效率。河北省产业重工业偏重，电力、水等资源消耗量大，产出比低，只有通过技术引进、科技创新、加强管理能力和决策效率，才能改善能源投入结构，提升能源的利用效率。

参考文献：

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（作者单位：1.3.河北工程大学；2.邯郸市职业教育中心）

责任编辑：代建明